RU2429907C1 - Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules - Google Patents
Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429907C1 RU2429907C1 RU2010114565/04A RU2010114565A RU2429907C1 RU 2429907 C1 RU2429907 C1 RU 2429907C1 RU 2010114565/04 A RU2010114565/04 A RU 2010114565/04A RU 2010114565 A RU2010114565 A RU 2010114565A RU 2429907 C1 RU2429907 C1 RU 2429907C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glauconite
- granules
- composition
- liquid
- sand
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к технологиям производства сорбентов и промежуточных продуктов для производства сорбентов, которые могут использоваться для очистки воды в жилищно-коммунальном хозяйстве, в нефтехимической промышленности, в пищевой промышленности и т.п., а также красящих пигментов из природных компонентов. Исходным компонентом, используемым при реализации заявляемой группы изобретений, является глауконит. Глауконит - глинистый минерал переменного состава с высоким содержанием двух- и трехвалентного железа, кальция, магния, калия, фосфора, который, как правило, содержит более двадцати микроэлементов, среди которых медь, серебро, никель, кобальт, марганец, цинк, молибден, мышьяк, хром, олово, бериллий, кадмий, и другие. Все они находятся в легко извлекаемой форме сменных катионов, которые замещаются находящимися в избытке в окружающей среде элементами. Этим свойством, а также наличием слоистой структуры, объясняются высокие сорбционные свойства глауконита по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам. В то же время, для глауконита характерен низкий процент десорбции (удаление из жидкостей или твердых тел веществ, поглощенных при адсорбции или абсорбции) и пролонгированное действие, высокая теплоемкость, пластичность и пр. Однако, при всех положительных качествах природного глауконита, существует проблема его гранулирования в чистом виде, без привлечения стороннего связующего, вследствие высокой плотности и гидравлического сопротивления. Известны способы гранулирования глауконита с предварительным смешиванием с различными видами связующего.The group of inventions relates to technologies for the production of sorbents and intermediates for the production of sorbents that can be used for water purification in the housing and communal services, in the petrochemical industry, in the food industry, etc., as well as coloring pigments from natural components. The initial component used in the implementation of the claimed group of inventions is glauconite. Glauconite is a clay mineral of variable composition with a high content of ferrous and trivalent iron, calcium, magnesium, potassium, phosphorus, which usually contains more than twenty trace elements, including copper, silver, nickel, cobalt, manganese, zinc, molybdenum, arsenic , chrome, tin, beryllium, cadmium, and others. All of them are in easily removable form of exchangeable cations, which are replaced by elements in excess in the environment. This property, as well as the presence of a layered structure, explains the high sorption properties of glauconite in relation to oil products, heavy metals, radionuclides. At the same time, glauconite is characterized by a low percentage of desorption (removal from liquids or solids of substances absorbed by adsorption or absorption) and prolonged action, high heat capacity, ductility, etc. However, with all the positive qualities of natural glauconite, there is a problem of its granulation in its pure form, without the involvement of a third-party binder, due to high density and hydraulic resistance. Known methods for granulating glauconite with preliminary mixing with various types of binder.
Так, например, из уровня техники известен способ получения гранулированного глауконита (варианты), согласно которому природный глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку, в первом варианте - золь диоксида циркония, а во втором варианте - алюмофосфатный золь, после осуществления грануляции продукт высушивают, подвергают термообработке, охлаждают и расфасовывают (патент РФ №2348453).So, for example, a method for producing granular glauconite (options) is known from the prior art, according to which natural glauconite is dried, sieved, quartz impurities are removed, then crushed, re-sieved with a fraction of less than 40 microns and a binder additive is introduced, in the first embodiment, a dioxide sol zirconium, and in the second embodiment, aluminophosphate sol, after granulation, the product is dried, subjected to heat treatment, cooled and packaged (RF patent No. 2348453).
Недостатком известного способа является необходимость применения связующего, что усложняет технологию получения глауконитовых гранул, способствует увеличению энергозатрат, снижает сорбционную емкость. В результате вырастает себестоимость конечного продукта из-за высокой цены связующего, что в конечном итоге сильно влияет на конкурентоспособность продукта.The disadvantage of this method is the need to use a binder, which complicates the technology for producing glauconite granules, helps to increase energy consumption, reduces sorption capacity. As a result, the cost of the final product increases due to the high price of the binder, which ultimately greatly affects the competitiveness of the product.
Также известен способ преобразования глауконита, отличающегося радикально большой сорбционной емкостью при умягчении воды и способного к восстановлению с меньшим количеством соли. Способ осуществляют путем нагрева глауконита до температур выше 454°С в течение промежутка времени, достаточного, чтобы радикально изменить гранулы в химическом и физическом отношении, включая удаление большей части воды, с большим увеличением пористости и сорбционной емкости и последующей обработкой горячим концентрированным раствором едкого натрия. При обработке глауконита горячим концентрированным раствором едкого натрия, создающим новую и большую пористость и сорбционную емкость, происходит растворение кварца и осаждение натрия на поверхности пор глауконита (патент US №2139299).Also known is a method of converting glauconite, characterized by a radically large sorption capacity when water is softened and capable of reduction with less salt. The method is carried out by heating glauconite to temperatures above 454 ° C for a period of time sufficient to radically change the granules chemically and physically, including the removal of most of the water, with a large increase in porosity and sorption capacity and subsequent treatment with a hot concentrated sodium hydroxide solution. When processing glauconite with a hot concentrated solution of sodium hydroxide, which creates a new and greater porosity and sorption capacity, quartz dissolves and sodium precipitates on the surface of the pores of glauconite (US patent No. 2139299).
Обработка глауконита горячим концентрированным раствором едкого натрия усложняет и удорожает технологию преобразования глауконита, используемого узконаправленно, для умягчения воды, а также значительно сужает сорбционные возможности относительно других загрязняющих веществ.The treatment of glauconite with a hot concentrated solution of sodium hydroxide complicates and increases the cost of converting glauconite, which is used narrowly, to soften water, and also significantly reduces the sorption potential with respect to other pollutants.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой группе изобретений является способ восстановления глауконита в форме чистых неизменных естественных зерен нормального состава, который включает сортировку и механическое вычищение глауконита («зеленого песка») в ряду последовательных потоков воды и химические решения для удаления поглощенных и адсорбированных примесей. В подготовке чистого неизменного глауконита присутствует вода, которая сортирует и тщательно вычищает едкий натр, силикат натрия, кислоты, удаляет до конца шероховатый, негабаритный материал. Вследствие чего остается нормальный гранулированный глауконит без случайных поглощенных или адсорбированных инородных материалов (патент US №1757374).Closest to the technical nature of the claimed group of inventions is a method of restoring glauconite in the form of pure unchanged natural grains of normal composition, which includes sorting and mechanical cleaning of glauconite ("green sand") in a series of successive streams of water and chemical solutions to remove absorbed and adsorbed impurities. In the preparation of pure, unchanged glauconite, there is water that sorts and thoroughly cleans caustic soda, sodium silicate, acids, removes to the end a rough, oversized material. As a result, there remains a normal granular glauconite without random absorbed or adsorbed foreign materials (US patent No. 1757374).
В результате применения известного способа происходит вымывание наиболее ценной - глинистой - фракции глауконита, способной к последующему гранулированию без применения дополнительных связующих компонентов. У таких восстановленных глауконитовых гранул работает только внешняя поверхность, так как поры в гранулах практически отсутствуют.As a result of applying the known method, the most valuable - clay - fraction of glauconite is washed out, capable of subsequent granulation without the use of additional binders. For such reduced glauconite granules, only the outer surface works, since the pores in the granules are practically absent.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является разработка состава и энергосберегающей технологии получения состава в виде пластической массы глинистого глауконита, пригодного как для получения глауконитового гранулированного материала высокой сорбционной емкости, так и для использования в пластическом состоянии, например в косметологии.The problem to which the claimed group of inventions is directed is to develop a composition and energy-saving technology for producing a composition in the form of a clay clay glauconite plastic mass, suitable both for producing glauconite granular material of high sorption capacity and for use in a plastic state, for example, in cosmetology.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой группы изобретений, заключается в обеспечении возможности получения гранул природного глауконита, характеризующихся высокими сорбционными свойствами за счет увеличения удельной поверхности гранул глауконита. Кроме того, технический результат заключается в обеспечении возможности выделения глинистого глауконита из общей массы глауконитового песка за счет использования заявляемой энергосберегающей технологии.The technical result that can be obtained using the claimed group of inventions is to provide the possibility of obtaining granules of natural glauconite, characterized by high sorption properties by increasing the specific surface of the granules of glauconite. In addition, the technical result is to enable the separation of clay glauconite from the total mass of glauconite sand through the use of the inventive energy-saving technology.
Поставленная задача решается тем, что состав для изготовления гранул из природного глауконита представляет собой пластическую массу глинистого глауконита с влажностью 15-30% и плотностью от 1,1 до 1,6 г/см3, содержащего балластную фракцию, включающую кварц, в количестве не более 0,5%. Гранулы из природного глауконита состоят из глинистого глауконита, содержащего балластную фракцию, включающую кварц, в количестве не более 0,5%. Кроме того, гранулы имеют удельную поверхность от 30 до 70 м2/г. Задача решается также тем, что способ получения заявляемого состава для изготовления гранул из природного глауконита включает измельчение глауконитового песка до размера зерен 30-60 мкм, перемешивание измельченного глауконитового песка с жидкостью, что интенсифицирует процесс пептизации глауконита, до расслоения взвеси на слой осажденного кварцсодержащего глауконита и слой растворенного в жидкости глинистого глауконита, отделение слоя глинистого глауконита, его обезвоживание до достижения влажности 15-30% и плотности от 1,1 до 1,6 г/см3. Перемешивание измельченного глауконитового песка с жидкостью производят в течение 5-10 минут при соотношении масс измельченного глауконитового песка и жидкости как 1:2-5. В качестве жидкости, при реализации заявляемого способа, для интенсификации процесса пептизации глауконита, может быть использован водный раствор перекиси водорода, при этом количество перекиси водорода в растворе составляет не более 50%, или водный раствор перманганата калия, при этом количество перманганата калия в растворе составляет не более 30%.The problem is solved in that the composition for the manufacture of granules from natural glauconite is a plastic mass of clay glauconite with a moisture content of 15-30% and a density of 1.1 to 1.6 g / cm 3 containing a ballast fraction comprising quartz in an amount not more than 0.5%. Natural glauconite granules consist of clay glauconite containing a ballast fraction comprising quartz in an amount of not more than 0.5%. In addition, the granules have a specific surface area of 30 to 70 m 2 / g. The problem is also solved by the fact that the method of producing the inventive composition for the manufacture of granules from natural glauconite includes grinding glauconite sand to a grain size of 30-60 microns, mixing crushed glauconite sand with liquid, which intensifies the process of peptization of glauconite, until the suspension is stratified into a layer of precipitated quartz-containing glauconite and a layer of clayey glauconite dissolved in a liquid, separation of a layer of clayey glauconite, its dehydration until a moisture content of 15-30% and a density of 1.1 to 1.6 g / cm 3 are reached. Mixing crushed glauconite sand with a liquid is carried out for 5-10 minutes at a mass ratio of crushed glauconite sand and liquid as 1: 2-5. As a liquid, when implementing the proposed method, to intensify the peptization process of glauconite, an aqueous solution of hydrogen peroxide can be used, while the amount of hydrogen peroxide in the solution is not more than 50%, or an aqueous solution of potassium permanganate, while the amount of potassium permanganate in the solution is no more than 30%.
По своим структурно-геохимическим свойствам глауконит является минеральным сырьем многоцелевого назначения. Однако применение в качестве сорбента необработанного глауконитового песка при всех его повышенных сорбционных свойствах представляется невозможным. Решением проблемы стала возможность изготовления глауконитсодержащих гранул, которые могут быть использованы в качестве полноценного сорбента или в составе сорбирующей композиции. Слоистая структура глауконита препятствует прямому гранулированию глауконитового песка без добавок. Поэтому гранулирование глауконита в известных технических решениях осуществляли с применением разнообразных связующих, например диоксида циркония или бентонитовой глины, которые, с одной стороны, способствовали нормальному гранулированию глауконита, а с другой стороны, способствовали уменьшению сорбционных свойств. Заявляемая группа изобретений обеспечивает возможность получения состава для изготовления гранул глинистого глауконита за счет применения заявляемого способа, и, собственно, гранул природного глауконита, полученных в результате гранулирования и термической обработки заявляемого состава. При этом как получение состава, так и изготовление гранул природного глауконита обеспечивают без добавления сторонних связующих веществ.According to its structural and geochemical properties, glauconite is a multi-purpose mineral raw material. However, the use of untreated glauconite sand as a sorbent with all its enhanced sorption properties seems impossible. The solution to the problem was the possibility of manufacturing glauconite-containing granules that can be used as a complete sorbent or as part of a sorbent composition. The layered structure of glauconite prevents direct granulation of glauconite sand without additives. Therefore, granulation of glauconite in the known technical solutions was carried out using a variety of binders, for example zirconia or bentonite clay, which, on the one hand, contributed to the normal granulation of glauconite, and on the other hand, contributed to a decrease in sorption properties. The claimed group of inventions provides the possibility of obtaining a composition for the manufacture of clay glauconite granules through the application of the proposed method, and, in fact, granules of natural glauconite obtained by granulation and heat treatment of the claimed composition. At the same time, both the preparation of the composition and the production of granules of natural glauconite are provided without the addition of third-party binders.
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
Глауконитовый песок, добытый на любом известном месторождении, измельчают в мелкодисперсную муку на мельнице до размеров зерен 30-60 мкм. Элементный состав глауконитового песка различных месторождений отличается, однако качественный состав основных элементов остается неизменным. Затем мелкодисперсную глауконитовую муку смешивают с заранее подготовленной жидкостью для отделения фракции глинистого глауконита. В качестве жидкости используют воду или водные растворы веществ с высокими окислительными свойствами: перманганат калия, перекись водорода и др. Выбор того или иного раствора, а также его концентрации обусловлен использованием глауконитового песка с различных месторождений. И, кроме того, от применения определенного типа водного раствора зависит выход конечного продукта. В таблице 1 приведены экспериментальные данные о применении заявленных водных растворов для реализации заявляемого способа и количественном выходе конечного продукта. Наиболее оптимальным, с точки зрения авторов, является применение водного раствора перекиси водорода.Glauconite sand mined at any known deposit is ground into fine flour in a mill to a grain size of 30-60 microns. The elemental composition of glauconite sand of different deposits is different, however, the qualitative composition of the basic elements remains unchanged. Then finely dispersed glauconite flour is mixed with a previously prepared liquid to separate the clayey glauconite fraction. As a liquid, water or aqueous solutions of substances with high oxidizing properties are used: potassium permanganate, hydrogen peroxide, etc. The choice of a particular solution, as well as its concentration, is due to the use of glauconite sand from various deposits. And, in addition, the yield of the final product depends on the use of a certain type of aqueous solution. Table 1 shows the experimental data on the use of the claimed aqueous solutions for the implementation of the proposed method and the quantitative yield of the final product. The most optimal, from the point of view of the authors, is the use of an aqueous solution of hydrogen peroxide.
Измельченный глауконитовый песок и жидкость при перемешивании используют в соотношении 1:2-5. Выбор диапазона обусловлен тем, что концентрация глауконита в глауконитовом песке зависит от выбранного месторождения. Там, где концентрация глауконита низкая, требуется меньшее количество жидкости, а там где концентрация глауконита высокая, требуется большее количество жидкости. Глауконитовый песок засыпают в емкость перемешивающего устройства, предназначенного для перемешивания сыпучих материалов с водой (лопастные, шнековые мешалки), и струйно вводят необходимый объем жидкости. Скорость вращения перемешивающего устройства от 20 до 50 оборотов в минуту и время перемешивания 5-10 минут выбирают в зависимости от степени измельченности глауконитового песка. В результате перемешивания получают взвесь измельченного глауконитового песка в воде или водном растворе. Взвесь содержит глинистую фракцию глауконита, частично растворенную в жидкости, а также фракцию кварцсодержащего глауконита, включающую помимо глауконита кварц, полевой шпат и другие примеси (балластная фракция). После перемешивания взвесь отстаивают в течение 10-20 минут, например, в тонкослойном отстойнике (можно и дольше, при этом достигается больший эффект, однако увеличиваются временные затраты, что является определяющим при организации промышленного производства). В результате отстаивания частицы балластной фракции, содержащей кварц, имеющие большую удельную плотность, осаждаются, а частицы глинистой фракции глауконита находятся поверх балластной фракции, содержащей кварц. Таким образом, происходит расслоение взвеси на слой осажденной балластной фракции, содержащей кварц, и слой растворенного в водном растворе глинистого глауконита. В зависимости от времени осаждения далее поступают так:The crushed glauconite sand and liquid with stirring are used in a ratio of 1: 2-5. The choice of the range is due to the fact that the concentration of glauconite in glauconite sand depends on the selected field. Where the concentration of glauconite is low, less fluid is required, and where the concentration of glauconite is high, more fluid is required. Glauconite sand is poured into the capacity of a mixing device designed to mix bulk materials with water (paddle, auger mixers), and the required volume of liquid is injected. The rotation speed of the mixing device from 20 to 50 revolutions per minute and the mixing time of 5-10 minutes is selected depending on the degree of grinding of green earth sand. As a result of mixing, a suspension of crushed glauconite sand in water or an aqueous solution is obtained. The suspension contains a clay fraction of glauconite partially dissolved in the liquid, as well as a fraction of quartz-containing glauconite, which includes, in addition to glauconite, quartz, feldspar and other impurities (ballast fraction). After mixing, the suspension is left to stand for 10-20 minutes, for example, in a thin-layer sump (it can take longer, but a greater effect is achieved, however, the time costs increase, which is crucial in organizing industrial production). As a result of sedimentation, particles of the ballast fraction containing quartz having a high specific gravity are deposited, and particles of the clay fraction of glauconite are on top of the ballast fraction containing quartz. Thus, the suspension is stratified into a layer of a precipitated ballast fraction containing quartz and a layer of clay glauconite dissolved in an aqueous solution. Depending on the deposition time, they proceed further as follows:
- при длительном отстаивании взвеси сначала сливают образовавшийся в верхней части слой водного раствора жидкости, практически не содержащий глауконита, после чего отбирают слой глинистого глауконита в отдельную емкость.- with prolonged sedimentation of the suspension, the layer of an aqueous liquid solution, which is practically free of glauconite, formed in the upper part, is first drained, after which a layer of clay glauconite is taken into a separate container.
- при кратковременном отстаивании взвеси сливают раствор глинистого глауконита.- with short-term sedimentation of the suspension drain clay clay glauconite solution.
Таким образом, получают жидкую фракцию глинистого глауконита, имеющую меньшую удельную плотность по сравнению с осевшей кварцсодержащей фракцией глауконита, с минимальным содержанием кварцевых включений, осажденных во время отстаивания взвеси. Отделение слоя глинистого глауконита может быть произведено посредством последовательных перемешиваний, отстаиваний и отделений верхнего жидкостного слоя взвеси.Thus, a liquid clay glauconite fraction is obtained having a lower specific gravity compared to the settled quartz-containing glauconite fraction, with a minimum content of quartz inclusions deposited during sedimentation. The separation of clayey glauconite layer can be done by successive mixing, settling and separation of the upper liquid suspension layer.
Отделенную жидкую фракцию глинистого глауконита подвергают обезвоживанию до достижения консистенции пластилина, то есть до достижения влажности 15-30% и плотности 1,1-1,6 г/см3. Обезвоживание производят одним из известных способов: естественное испарение при комнатной температуре, выпаривание при кипении жидкости, воздействие инфракрасного излучения, конвекция теплым воздухом и т.д. Обезвоженный таким образом состав направляют в перемешивающее устройство, где доводят до однородности и вязкости пластилина. В результате применения описанного способа получают состав, содержащий глинистый глауконит, пригодный для дальнейшего гранулирования при использовании в качестве сорбента, без применения дополнительных связующих компонентов, так как при его приготовлении произведено отделение кварцсодержащей фракции глауконита, препятствующей его гранулированию в чистом виде. Полученный состав включает незначительное количество балластных фракций кварца, полевого шпата и т.д., однако количество их в общей массе невелико и составляет не более 0,5 мас.% от общей массы состава. Полученный состав также может быть использован при приготовлении красящих пигментных растворов, косметических масок и т.д. Одной из основных областей его применения является использование глинистого глауконита в качестве сорбента в виде гранулированного материала. Гранулы из заявляемого состава могут быть получены следующим образом. Так как состав представляет собой пластическую массу, обладающую определенной влажностью, то при пропускании ее через экструдер получают требуемые гранулы. Форма и размер гранул также определяются необходимыми параметрами фильтрации и сорбции получаемого сорбента. Цилиндрические гранулы получают диаметром 0,5-2 мм и высотой не более 2 мм, а сферические гранулы - диаметром 0,5-2 мм. Гранулирование осуществляют, например, при помощи горизонтального одношнекового экструдера. По окончании процесса гранулирования, вся пластическая масса разделена на гранулы определенной формы и размера, содержащие воду. Для того чтобы высушить гранулы сорбента, то есть удалить излишнюю влагу, их подвергают термической обработке. Полученные гранулы направляют на конвейер, движущийся с небольшой скоростью от 0,01 до 0,05 м/с, который обдувают горячим воздухом, например, тепловой пушки температурой от 50 до 90°С. Подсушенные таким образом гранулы глауконита до влажности 5-8% направляют на обжиг, который может быть произведен в муфельной печи при температуре 450-700°С в течение 50-60 минут или печи СВЧ в течение 5-8 минут. Частота излучения СВЧ-устройства составляет 2450 МГц, мощность от 1 до 10 кВт. Оставшаяся в гранулах влага испаряется, образуя пористость структуры гранулы, что способствует повышению ее удельной поверхности, а значит и сорбционной емкости. По окончании термической обработки гранулы охлаждают до температуры окружающей среды обдувом направленным воздушным потоком. Таким образом, в результате выполнения описанных действий получают гранулы глинистого глауконита, характеризующиеся высокой сорбционной емкостью, за счет исключения из состава для изготовления гранул любых связующих веществ, влияющих на сорбционную емкость. Кроме того, полученные гранулы характеризуются увеличенной удельной поверхностью (до 70 м2/г), с содержанием нанопор от 50 до 80%, что также влияет на повышение сорбционных свойств. Гранулы не содержат примесей в виде связующих компонентов, кварца, полевого шпата и т.д., и представляют собой по составу зерна неизмененного глинистого глауконита, отделенного заявляемым способом от общей массы природного глауконита. Поэлементный состав двух частей глауконитового песка (глинистого глауконита и осажденного, ввиду большой удельной плотности, кварцсодержащего глауконита), выделенных в результате применения заявляемого способа, представлены в таблице 2.The separated liquid fraction of clay glauconite is subjected to dehydration to achieve the consistency of plasticine, that is, to achieve a moisture content of 15-30% and a density of 1.1-1.6 g / cm 3 . Dehydration is carried out in one of the known ways: natural evaporation at room temperature, evaporation during boiling of a liquid, exposure to infrared radiation, convection with warm air, etc. Thus dehydrated in this way, the composition is sent to a mixing device, where it is brought to uniformity and viscosity of plasticine. As a result of the application of the described method, a composition is obtained containing clayey glauconite, suitable for further granulation when used as an sorbent, without the use of additional binders, since during its preparation a quartz-containing fraction of glauconite has been separated, which prevents its granulation in pure form. The resulting composition includes a small amount of ballast fractions of quartz, feldspar, etc., however, their amount in the total mass is small and amounts to no more than 0.5 wt.% Of the total weight of the composition. The resulting composition can also be used in the preparation of pigment coloring solutions, cosmetic masks, etc. One of the main areas of its application is the use of clay glauconite as a sorbent in the form of granular material. Granules from the claimed composition can be obtained as follows. Since the composition is a plastic mass having a certain humidity, when passing it through an extruder, the required granules are obtained. The shape and size of the granules are also determined by the necessary parameters of filtration and sorption of the resulting sorbent. Cylindrical granules are obtained with a diameter of 0.5-2 mm and a height of not more than 2 mm, and spherical granules with a diameter of 0.5-2 mm. Granulation is carried out, for example, using a horizontal single screw extruder. At the end of the granulation process, the entire plastic mass is divided into granules of a certain shape and size containing water. In order to dry the sorbent granules, that is, remove excess moisture, they are subjected to heat treatment. The obtained granules are sent to a conveyor moving at a low speed from 0.01 to 0.05 m / s, which is blown with hot air, for example, a heat gun with a temperature of from 50 to 90 ° C. Thus dried granules of glauconite to a moisture content of 5-8% are sent for firing, which can be performed in a muffle furnace at a temperature of 450-700 ° C for 50-60 minutes or a microwave oven for 5-8 minutes. The radiation frequency of the microwave device is 2450 MHz, power from 1 to 10 kW. The moisture remaining in the granules evaporates, forming the porosity of the granule structure, which contributes to an increase in its specific surface, and hence the sorption capacity. At the end of the heat treatment, the granules are cooled to ambient temperature by blowing with a directed air flow. Thus, as a result of the described steps, clayey glauconite granules are obtained, characterized by a high sorption capacity, due to the exclusion from the composition for the manufacture of granules of any binders affecting the sorption capacity. In addition, the obtained granules are characterized by an increased specific surface area (up to 70 m 2 / g), with a nanopore content of 50 to 80%, which also affects the increase in sorption properties. The granules do not contain impurities in the form of binders, quartz, feldspar, etc., and represent the composition of the grain unchanged clay glauconite, separated by the claimed method from the total mass of natural glauconite. The element composition of two parts of glauconite sand (clay glauconite and precipitated, due to the high specific gravity, quartz-containing glauconite) isolated as a result of the application of the proposed method are presented in table 2.
Из таблицы 2 видно, что обе части имеют сходный как качественный, так и количественный состав.From table 2 it can be seen that both parts have a similar qualitative and quantitative composition.
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.
Пример №1. Глауконитовый песок Челябинского месторожденияExample No. 1. Glauconite sand of the Chelyabinsk deposit
Фракция помола составила 50 мкм. Элементный состав представлен в таблице 3. Проведено отделение глинистого глауконита в соответствии с заявляемым способом: измельченный глауконитовый песок смешали с водным раствором перекиси водорода (30%) при следующем массовом соотношении: на 1 кг песка 2 л водного раствора. Перемешивание производили на скорости 30 об/мин, в течение 6 мин. Затем полученную взвесь отстаивали в течение 5 минут, после чего произвели отделение жидкой фракции глинистого глауконита от осажденного кварцсодержащего глауконита. Произведено обезвоживание жидкой фракции глинистого глауконита до влажности 15%. В результате получен состав, представляющий собой пластическую массу зеленоватого цвета плотностью 1,2 г/см3, способную к гранулированию. Полученные экструдированием гранулы подсушены горячим воздухом при температуре 70°С, до влажности 5% и подвержены обжигу при температуре 650°С в течение 1 часа. Удельная поверхность и распределение пор по радиусам полученных гранул приведены в таблице 4. Измеренная сорбционная емкость по иону Fe2+ составила - 4,8 мг/г.The grinding fraction was 50 μm. The elemental composition is presented in table 3. Clay glauconite was separated in accordance with the claimed method: crushed glauconite sand was mixed with an aqueous solution of hydrogen peroxide (30%) in the following weight ratio: per 1 kg of sand, 2 l of an aqueous solution. Stirring was carried out at a speed of 30 rpm for 6 minutes Then, the obtained suspension was defended for 5 minutes, after which the liquid fraction of clay glauconite was separated from the precipitated quartz-containing glauconite. Clay glauconite liquid fraction was dehydrated to a moisture content of 15%. The result is a composition representing a greenish plastic mass with a density of 1.2 g / cm 3 capable of granulation. The granules obtained by extrusion are dried with hot air at a temperature of 70 ° C to a moisture content of 5% and are subject to calcination at a temperature of 650 ° C for 1 hour. The specific surface and pore distribution along the radii of the obtained granules are shown in table 4. The measured sorption capacity for Fe 2+ ion was 4.8 mg / g.
Пример №2. Глауконитовый песок Тамбовского месторожденияExample No. 2. Glauconite sand of the Tambov field
Фракция помола составила 50 мкм. Элементный состав представлен в таблице 5. Проведено отделение глинистого глауконита в соответствии с заявляемым способом: измельченный глауконитовый песок смешали с водным раствором перманганата калия (5%) при следующем массовом соотношении: на 1 кг песка 3 л водного раствора. Перемешивание производили на скорости 40 об/мин в течение 7 минут. Затем полученную взвесь отстаивали в течение 6 минут, после чего произвели отделение жидкой фракции глинистого глауконита от осажденного кварцсодержащего глауконита. Произведено обезвоживание жидкой фракции глинистого глауконита до влажности 15%. В результате получен состав, представляющий собой пластическую массу зеленоватого цвета плотностью 1,3 г/см3, способную к гранулированию. Полученные экструдированием гранулы подсушены горячим воздухом при температуре 70°С, до влажности 5% и подвержены обжигу при температуре 650°С в течение 1 часа. Удельная поверхность и распределение пор по радиусам полученных гранул приведены в таблице 6. Измеренная сорбционная емкость по иону Fe2+ составила - 5 мг/г.The grinding fraction was 50 μm. The elemental composition is presented in table 5. Clay glauconite was separated in accordance with the claimed method: crushed glauconite sand was mixed with an aqueous solution of potassium permanganate (5%) in the following weight ratio: per 1 kg of sand 3 l of an aqueous solution. Stirring was carried out at a speed of 40 rpm for 7 minutes. Then, the obtained suspension was defended for 6 minutes, after which the liquid fraction of clay glauconite was separated from the precipitated quartz-containing glauconite. Clay glauconite liquid fraction was dehydrated to a moisture content of 15%. The result is a composition representing a greenish plastic mass with a density of 1.3 g / cm 3 capable of granulation. The granules obtained by extrusion are dried with hot air at a temperature of 70 ° C to a moisture content of 5% and are subject to calcination at a temperature of 650 ° C for 1 hour. The specific surface area and pore distribution over the radii of the obtained granules are shown in Table 6. The measured sorption capacity for Fe 2+ ion was 5 mg / g.
Пример №3. Глауконитовый песок Саратовского месторожденияExample No. 3. Glauconite sand of the Saratov deposit
Фракция помола составила 50 мкм. Элементный состав представлен в таблице 7. Проведено отделение глинистого глауконита в соответствии с заявляемым способом: измельченный глауконитовый песок смешали с водным раствором перекиси водорода (40%) при следующем массовом соотношении: на 1 кг песка 2 л водного раствора. Перемешивание производили на скорости 50 об/мин в течение 5 минут. Затем полученную взвесь отстаивали в течение 8 минут, после чего произвели отделение жидкой фракции глинистого глауконита от осажденного кварцсодержащего глауконита. Произведено обезвоживание жидкой фракции глинистого глауконита до влажности 15%. В результате получен состав, представляющий собой пластическую массу зеленоватого цвета плотностью 1,4 г/см3, способную к гранулированию. Полученные экструдированием гранулы подсушены горячим воздухом при температуре 70°С, до влажности 5% и подвержены обжигу при температуре 650°С в течение 1 часа. Удельная поверхность и распределение пор по радиусам полученных гранул приведены в таблице 8. Измеренная сорбционная емкость по иону Fe2+ составила - 6 мг/г.The grinding fraction was 50 μm. The elemental composition is presented in table 7. Clay glauconite was separated in accordance with the claimed method: crushed glauconite sand was mixed with an aqueous solution of hydrogen peroxide (40%) in the following weight ratio: per 1 kg of sand, 2 l of an aqueous solution. Stirring was carried out at a speed of 50 rpm for 5 minutes. Then, the obtained suspension was defended for 8 minutes, after which the liquid fraction of clay glauconite was separated from the precipitated quartz-containing glauconite. Clay glauconite liquid fraction was dehydrated to a moisture content of 15%. The result is a composition representing a greenish plastic mass with a density of 1.4 g / cm 3 capable of granulation. The granules obtained by extrusion are dried with hot air at a temperature of 70 ° C to a moisture content of 5% and are subject to calcination at a temperature of 650 ° C for 1 hour. The specific surface and the distribution of pores along the radii of the obtained granules are shown in table 8. The measured sorption capacity for Fe 2+ ion was 6 mg / g.
Элементный состав исследуемых образцов (примеры 1-3), сорбционная емкость по иону Fe2+ определялись с помощью энергодисперсионного флуоресцентного рентгеновского спектрометра фирмы Шимадзу серии Rayny EDX-720. Определение удельной поверхности, общей пористости, распределения пор по радиусам с выделением доли наноразмерных пор на исследуемых образцах проводилось на быстродействующем анализаторе сорбции газов фирмы Quantachrome Instruments серии NOVA 1200e.The elemental composition of the studied samples (examples 1-3), the sorption capacity of the Fe 2+ ion were determined using an Shimadzu energy-dispersive fluorescence X-ray spectrometer of the Rayny EDX-720 series. The specific surface area, total porosity, and pore radius distribution were determined using a fraction of nanoscale pores in the samples under study using a fast-moving gas sorption analyzer (Quantachrome Instruments, NOVA 1200e series).
Таким образом, заявляемая группа изобретений обеспечивает возможность получения как промежуточного продукта - пластической массы, так и конечного продукта - гранул из природного глауконита без применения стороннего связующего. При этом способ получения состава для изготовления глауконитовых гранул характеризуется высоким энергосбережением; состав для изготовления гранул из природного глауконита характеризуется высокими качественными характеристиками, а именно пластичностью, удельной поверхностью, а также способностью к гранулированию; гранулы из природного глауконита характеризуются высокими сорбционными свойствами, что обеспечивает возможность их применения в качестве каталитического, фильтровально-сорбционного материала, сочетающего в себе сразу три метода фильтрации: механический, сорбционный и ионообменный, позволяющих проводить очистку:Thus, the claimed group of inventions provides the possibility of obtaining both an intermediate product - plastic mass, and the final product - granules from natural glauconite without the use of a third-party binder. Moreover, the method of obtaining the composition for the manufacture of glauconite granules is characterized by high energy conservation; the composition for the manufacture of granules from natural glauconite is characterized by high quality characteristics, namely ductility, specific surface area, as well as the ability to granulation; granules from natural glauconite are characterized by high sorption properties, which makes it possible to use them as a catalytic, filter and sorption material that combines three filtration methods at once: mechanical, sorption and ion exchange, allowing cleaning:
- питьевой воды и горячей воды;- drinking water and hot water;
- промстоков гальванических производств;- industrial stocks of galvanic industries;
- сточных вод, в т.ч. содержащих органику и нефтепродукты;- wastewater, incl. containing organics and petroleum products;
- артезианской воды от железа в различной форме;- artesian water from iron in various forms;
- воды, загрязненной пестицидами, радионуклидами, тяжелыми металлами;- water contaminated with pesticides, radionuclides, heavy metals;
- сточных вод после очистки реакционной массы от органики (программа уничтожения химоружия);- wastewater after purification of the reaction mixture from organic matter (chemical weapons destruction program);
- газов, включая выхлопные газы от автотранспорта.- gases, including exhaust gases from vehicles.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114565/04A RU2429907C1 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114565/04A RU2429907C1 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2429907C1 true RU2429907C1 (en) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010114565/04A RU2429907C1 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2429907C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483027C1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") | Method of purifying industrial waste water and drinking water on glauconite from iron (ii) cations |
| RU2501602C2 (en) * | 2012-03-11 | 2013-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" | Composition for production of complex granulated nano-sorbent |
| RU2570877C2 (en) * | 2014-01-22 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технопарк" | Composite sorbent for sorption of radionuclides |
| RU2689576C1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-05-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Method of purifying high-arsenic-containing waste water |
-
2010
- 2010-04-13 RU RU2010114565/04A patent/RU2429907C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483027C1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") | Method of purifying industrial waste water and drinking water on glauconite from iron (ii) cations |
| RU2501602C2 (en) * | 2012-03-11 | 2013-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" | Composition for production of complex granulated nano-sorbent |
| RU2570877C2 (en) * | 2014-01-22 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технопарк" | Composite sorbent for sorption of radionuclides |
| RU2689576C1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-05-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Method of purifying high-arsenic-containing waste water |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khraisheh et al. | Remediation of wastewater containing heavy metals using raw and modified diatomite | |
| Feng et al. | Simultaneous reclaiming phosphate and ammonium from aqueous solutions by calcium alginate-biochar composite: Sorption performance and governing mechanisms | |
| Abukhadra et al. | Effective decontamination of phosphate and ammonium utilizing novel muscovite/phillipsite composite; equilibrium investigation and realistic application | |
| Li et al. | Removal of basic dye (methylene blue) from aqueous solution using zeolite synthesized from electrolytic manganese residue | |
| RU2225251C2 (en) | Product and method for water treatment | |
| Seliem et al. | Equilibrium and kinetic studies for adsorption of iron from aqueous solution by synthetic Na-A zeolites: Statistical modeling and optimization | |
| US9095842B2 (en) | Diatomaceous earth filter aid containing a low crystalline silica content | |
| US8410017B2 (en) | Filter aids made from low permeability diatomites | |
| RU2482911C1 (en) | Composition for producing pelletised nanostructured sorbent and method to this end | |
| EP2346981A1 (en) | Diatomaceous earth products, processes for preparing them, and methods of their use | |
| Gollakota et al. | Synthesis of novel ZSM-22 zeolite from Taiwanese coal fly ash for the selective separation of Rhodamine 6G | |
| RU2429907C1 (en) | Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules | |
| Khoualdia et al. | Adsorption of organic matter from industrial phosphoric acid (H3PO4) onto activated bentonite | |
| TWI635900B (en) | Method for preparing arsenic and fluoride adsorbent by using the sludge of water treatment as raw material | |
| EP3244985A1 (en) | High-purity composite materials, methods of making high-purity composite materials, and methods of using high-purity composite materials | |
| Zhang et al. | Arsenic removal from water using a novel amorphous adsorbent developed from coal fly ash | |
| CN104039711A (en) | Water purification compositions of magnesium oxide and applications thereof | |
| Seliem et al. | Synthesis of Na-A zeolites from natural and thermally activated Egyptian kaolinite: characterization and competitive adsorption of copper ions from aqueous solutions | |
| Gollakota et al. | Hydrothermal tuning of morphology of aluminophosphate (AlPO-14) framework for the adsorption of Rhodamine 6G dye | |
| RU2428249C2 (en) | Granulated nanosorbent and method of its production | |
| CN1298423C (en) | Concave-convex stick particle absorption filtering agent and production method thereof | |
| CN108786722A (en) | Composite adsorbing material and preparation method thereof | |
| RU2462305C1 (en) | Method of producing granulated sorbent | |
| Heydartaemeh et al. | Loess soil nanoparticles as a novel adsorbent for adsorption of green malachite dye | |
| RU2414430C1 (en) | Method for integrated treatment of waste water using carbon-mineral sorbent made from sapropel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120414 |